![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Основные элементы систем нефтегазосбора. Требования к промысловым системам нефтегазосбора и подготовки.
- •Существующие системы нефтегазосбора (самотечная, Бароняна-Вазирова, Гипровостокнефть, Грозненская, Западной Сибири, унифицированная, совмещенная)
- •Современные методы измерения продукции скважин (Спутник-а, Спутник –б, Спутник- в, расходомеры, влагомер, диафрагмы).
- •Технологические расчеты промысловых трубопроводов. Классификация промысловых трубопроводов.
- •Гидравлический расчет простых трубопроводов.
- •Гидравлический расчет сложных трубопроводов. Расчет сборного и раздаточного коллекторов.
- •Гидравлический расчет сложных трубопроводов. Расчет параллельных и кольцевых трубопроводов.
- •Неизотермическое течение жидкостей в трубопроводе. Расчет трубопроводов при неизотермическом течении жидкости
- •Гидравлический расчет трубопроводов, транспортирующих вязкопластичные жидкости.
- •Гидравлический расчет трубопроводов для нефтяных эмульсий.
- •Дифференциальное и контактное разгазирование. Расчет процесса сепарации по закону Рауля-Дальтона.
- •1 Контактное разгазирование, 2 дифференциальное разгазирование
- •Расчет количества газа, выделяемого из нефти по коэффициенту растворимости.
- •Определение пропускной способности и диаметра нефтегазовых сепараторов. Расчет гравитационных сепараторов по газу.
- •Определение пропускной способности и диаметра нефтегазовых сепараторов. Расчет гравитационных сепараторов по жидкости.
- •Определение пропускной способности и диаметра нефтегазовых сепараторов. Расчет циклонных сепараторов.
- •Определение пропускной способности и диаметра нефтегазовых сепараторов. Расчет насадочных сепараторов.
- •Выбор числа ступней сепарации. Давление в сепараторе.
- •Очистка газа от сероводорода в варианте безнасосной циркуляции использованием реагента Трилон-б
- •Аппараты для разгазирования и частичного обезвоживания нефти.
- •Отечественные промысловые трехфазные сепараторы. Назначение и конструктивные особенности.
- •Технология сепарации газонефтяной смеси в блоке кдф – сборная емкость. Сепарация газонефтяной смеси в кдф. Назначение кдф. Определение длины и диаметра кдф.
- •Нефтяные эмульсии. Классификация. Условия образования. Основные свойства нефтяных эмульсий.
- •Разрушение нефтяных эмульсий обратного типа.
- •Вопрос 5.10: Фильтрация.
- •Классификация деэмульгаторов. Основные требования, предъявляемые к деэмульгаторам.
- •Ассортимент деэмульгаторов, применяемых в оао «Татнефть»
- •Основные методы сокращения вредных выбросов в атмосферу при эксплуатации резервуарных парков.
- •2. К ним относят цвет окраски резервуаров:
- •3. Гус (газоуравнительная система).
- •Расчет потерь легких фракций при больших и малых дыханиях резервуаров
Неизотермическое течение жидкостей в трубопроводе. Расчет трубопроводов при неизотермическом течении жидкости
1 – изотермическое ламинарное течение; 2 – нагревание вязкой нефти; 3 – охлаждение вязкой нефти.
Закон
распределения температуры жидкости по
длине трубопровода получен Жуковым в
1883 г., в основу которого заложена
потеря
теплоты от элементарного участка dx
в единицу времени в ОС:
(1),
где
- поверхность охлаждения элементарного
участка, м3,
- полный коэффициент теплоотдачи от
жидкости в ОС, Вт/м2*0С,
t
– текущая температура жидкости.
При
движении жидкости через рассматриваемый
участок dx,
жидкость охлаждается на dt
0С
и теряет количество теплоты:
(2),
где
- теплоемкость, Дж/кг*0С,
G
– массовый расход, кг/с. (1)=(2):
-
уравнение Шухова (закон распределения
температуры жидкости по длине
трубопровода).
В
1923 г. Лейбензон внес поправку в эту
формулу, учтя работу трения потока
жидкости, превращающуюся в теплоту,
участвующую в тепловом балансе
трубопровода:
;
-
поправка Лейбензона,
-
средний гидравлический уклон; Е –
механический эквивалент теплоты (1
ккал=427 кгс*м=427*9,81 Н*м).
Закон
изменения температуры на участке
трубопровода, где происходит кристаллизация
парафина, описывается формулой Черникина:
;
-
расстояние, на котором температура
падает от tн
до tп
,
-
количество парафина, выделяющегося из
нефти при понижении температуры от tп
до t
(доли единицы);
-
любая температура, для которой известно
;
x
– скрытая теплота кристаллизации
парафина.
Гидравлический расчет трубопроводов, транспортирующих вязкопластичные жидкости.
Под реологическими свойствами нефти будем понимать зависимость вязкости нефти от изменения градиента скорости в трубе dv /dr и напряжения сдвига .
Эта зависимость представлена на рис. 36, а.
Важными и взаимосвязанными параметрами, характеризующими работу нефтепровода, являются расход нефти (Q = vS), и потери давления в нем р. Оба параметра легко можно выразить через касательные напряжения , возникающие в транспортируемой нефти (рис. 36, б).
Рис. 36. Физические свойства ньютоновских и неньютоновских жидкостей и характер их движения по трубам:
а зависимость напряжений сдвига от градиента скорости ньютоновских (1) и неньютоновских (2 и 3) жидкостей; б модель течения неньютоновской жидкости, в распределение скоростей и напряжений в структурированном потоке.
Согласно закону Ньютона о вязкостном трении при движении жидкости в круглой трубе, уравнение касательного напряжения сдвига записывается в следующем виде:
Парафинистые и застывающие нефти при понижении температуры приобретают вязкопластичные свойства вследствие образования в них пространственной структуры. В этом случае течение нефтей не начнется до тех пор, пока не будет достигнуто предельное напряжение сдвига, необходимое для разрушения пространственной структуры, и только после начала течения наблюдается пропорциональность между градиентом скорости и разностью напряжения τ-τ0.
Таким
образом, поведение вязкопластичных
жидкостей отклоняется от закона Ньютона
и описывается уравнением Шведова-Бингама:
τ= τ0+μпл
,
где
τ0-предельное
напряжение сдвига, μпл-пластичная
вязкость; du/dn-градиент
скорости сдвига.
Профиль
скоростей при движении вязкопластичной
жидкости в круглой трубе существенно
отличается от профиля скорости
ньютоновской жидкости. Так как напряжение
сдвига убывает от стенки трубы и оси,
на некотором радиусе r0
напряжение сдвига становится равным
предельному напряжению сдвига τ0,
и жидкость в цилиндре радиусом r0
движется в виде «ядра», внутри которого
скорость по сечению не изменяется.
Радиус цилиндрического ядра r0
определяют по формуле: r0
= τ0
.
При ламинарном течении вязкопластичных
жидкостей в трубах расход определяют
по уравнению Букингема:
,
которое также можно записать
.
Для
упрощения расчетов применяют формулу
Стокса: λ=64/Re*,
где Re*
- обобщенный параметр Рейнольдса, который
вводится с использованием уравнения
Букингема в виде:
,
где u-параметр пластичности,
.
При турбулентном движении парафинистых нефтей, являющихся вязкопластичными жидкостями, λ не зависит от Re. Численное значение λ в турбулентном режиме в зависимости от содержания парафина изменяется от 0,028 до 0,038, причем λ возрастает с ростом концентрации твердого парафина.